Scala教程之:函数式的Scala
文章目录
高阶函数
强制转换方法为函数
方法嵌套
多参数列表
样例类
比较
拷贝
模式匹配
密封类
单例对象
伴生对象
正则表达式模式
For表达式
Scala是一门函数式语言，接下来我们会讲一下几个概念：
高阶函数
方法嵌套
多参数列表
样例类
模式匹配
单例对象
正则表达式模式
For表达式
高阶函数
高阶函数通常来讲就是函数的函数，也就是说函数的输出参数是函数或者函数的返回结果是函数。在Scala中函数是一等公民。
我们看一下Scala集合类（collections）的高阶函数map：
val salaries = Seq(20000, 70000, 40000)
val doubleSalary = (x: Int) => x * 2
val newSalaries = salaries.map(doubleSalary) // List(40000, 140000, 80000)
Scala
map接收一个函数为参数。所以map是一个高阶函数，map也可直接接收一个匿名函数，如下所示：
val salaries = Seq(20000, 70000, 40000)
val newSalaries = salaries.map(x => x * 2) // List(40000, 140000, 80000)
Scala
在上面的例子中，我们并没有显示使用x:Int的形式，这是因为编译器可以通过类型推断推断出x的类型，对其更简化的形式是：
val salaries = Seq(20000, 70000, 40000)
val newSalaries = salaries.map(_ * 2)
Scala
既然Scala编译器已经知道了参数的类型（一个单独的Int），你可以只给出函数的右半部分，不过需要使用_代替参数名（在上一个例子中是x）
强制转换方法为函数
如果你传入一个方法到高阶函数中，scala会将该方法强制转换成函数，如下所示：
case class WeeklyWeatherForecast(temperatures: Seq[Double]) {
private def convertCtoF(temp: Double) = temp * 1.8 + 32
def forecastInFahrenheit: Seq[Double] = temperatures.map(convertCtoF) // <-- passing the method convertCtoF
}
Scala
在这个例子中，方法convertCtoF被传入forecastInFahrenheit。这是可以的，因为编译器强制将方法convertCtoF转成了函数x => convertCtoF(x) （注: x是编译器生成的变量名，保证在其作用域是唯一的）。
方法嵌套
在Scala的方法中可以嵌套方法，如下所示：
def factorial(x: Int): Int = {
def fact(x: Int, accumulator: Int): Int = {
if (x <= 1) accumulator
else fact(x - 1, x * accumulator)
}
fact(x, 1)
}
println("Factorial of 2: " + factorial(2))
println("Factorial of 3: " + factorial(3))
Scala
程序输出为：
Factorial of 2: 2
Factorial of 3: 6
Scala
多参数列表
Scala和java不同的是他可以定义多个参数列表，下面是一个例子：
def foldLeft[B](z: B)(op: (B, A) => B): B
Scala
可以看到该方法定义了两个参数列表， z是初始值，op是一个二元运算，下面是它的一个调用：
val numbers = List(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
val res = numbers.foldLeft(0)((m, n) => m + n)
print(res) // 55
Scala
利用scala的类型推断，我们可以让代码更加简洁：
numbers.foldLeft(0)(_ + _)
Scala
样例类
case class主要用于不可变的数据。他们和普通类几乎是一样的。
case class Book(isbn: String)
val frankenstein = Book("978-0486282114")
Scala
实例化案例类的时候并不需要new关键字，因为case class有一个默认的apply方法来负责对象的创建。
在case class中，参数是public并且val的，这意味着case class的参数不可变：
case class Message(sender: String, recipient: String, body: String)
val message1 = Message("[email protected]", "[email protected]", "Ça va ?")
println(message1.sender) // prints [email protected]
message1.sender = "[email protected]" // this line does not compile
Scala
这里message1.sender不能被重新赋值，因为他是val（不可变）的。
比较
case class的比较是按值比较的，而不是按引用：
case class Message(sender: String, recipient: String, body: String)
val message2 = Message("[email protected]", "[email protected]", "Com va?")
val message3 = Message("[email protected]", "[email protected]", "Com va?")
val messagesAreTheSame = message2 == message3 // true
Scala
虽然上面是不同的对象，但是因为他们的值相同，所以最后的比较是true。
拷贝
可以使用copy来做case class的浅拷贝。
case class Message(sender: String, recipient: String, body: String)
val message4 = Message("[email protected]", "[email protected]", "Me zo o komz gant ma amezeg")
val message5 = message4.copy(sender = message4.recipient, recipient = "[email protected]")
message5.sender // [email protected]
message5.recipient // [email protected]
message5.body // "Me zo o komz gant ma amezeg"
Scala
模式匹配
scala中使用match关键字和case来做模式匹配，类似java中的switch。
下面是一个简单的模式匹配的例子：
import scala.util.Random
val x: Int = Random.nextInt(10)
x match {
case 0 => "zero"
case 1 => "one"
case 2 => "two"
case _ => "other"
}
Scala
最后一个case _表示匹配其余所有情况。
match表达式是有值的，如下所示：
def matchTest(x: Int): String = x match {
case 1 => "one"
case 2 => "two"
case _ => "other"
}
matchTest(3) // other
matchTest(1) // one
Scala
case也可以匹配case class， 如下所示：
abstract class Notification
case class Email(sender: String, title: String, body: String) extends Notification
case class SMS(caller: String, message: String) extends Notification
case class VoiceRecording(contactName: String, link: String) extends Notification
def showNotification(notification: Notification): String = {
notification match {
case Email(sender, title, _) =>
s"You got an email from $sender with title: $title"
case SMS(number, message) =>
s"You got an SMS from $number! Message: $message"
case VoiceRecording(name, link) =>
s"you received a Voice Recording from $name! Click the link to hear it: $link"
}
}
val someSms = SMS("12345", "Are you there?")
val someVoiceRecording = VoiceRecording("Tom", "voicerecording.org/id/123")
println(showNotification(someSms)) // prints You got an SMS from 12345! Message: Are you there?
println(showNotification(someVoiceRecording)) // you received a Voice Recording from Tom! Click the link to hear it: voicerecording.org/id/123
Scala
case后面还可以加if语句，我们称之为模式守卫。
def showImportantNotification(notification: Notification, importantPeopleInfo: Seq[String]): String = {
notification match {
case Email(sender, _, _) if importantPeopleInfo.contains(sender) =>
"You got an email from special someone!"
case SMS(number, _) if importantPeopleInfo.contains(number) =>
"You got an SMS from special someone!"
case other =>
showNotification(other) // nothing special, delegate to our original showNotification function
}
}
Scala
也可以只做类型匹配：
abstract class Device
case class Phone(model: String) extends Device {
def screenOff = "Turning screen off"
}
case class Computer(model: String) extends Device {
def screenSaverOn = "Turning screen saver on..."
}
def goIdle(device: Device) = device match {
case p: Phone => p.screenOff
case c: Computer => c.screenSaverOn
}
Scala
密封类
特质（trait）和类（class）可以用sealed标记为密封的，这意味着其所有子类都必须与之定义在相同文件中。
sealed abstract class Furniture
case class Couch() extends Furniture
case class Chair() extends Furniture
def findPlaceToSit(piece: Furniture): String = piece match {
case a: Couch => "Lie on the couch"
case b: Chair => "Sit on the chair"
}
Scala
单例对象
单例对象是一种特殊的类，可以使用关键字object来表示。单例对象是延时创建的，只有当他被第一次使用的时候才会创建。
package logging
object Logger {
def info(message: String): Unit = println(s"INFO: $message")
}
Scala
单例对象的一个作用就是定义功能性方法，可以在任何地方被使用，如上例中的info方法。可以像如下的方式使用：
import logging.Logger.info
class Project(name: String, daysToComplete: Int)
class Test {
val project1 = new Project("TPS Reports", 1)
val project2 = new Project("Website redesign", 5)
info("Created projects") // Prints "INFO: Created projects"
}
Scala
伴生对象
伴生对象是指与某个类名相同的单例对象，类和它的伴生对象可以互相访问其私有成员。下面是一个伴生对象的例子：
import scala.math._
case class Circle(radius: Double) {
import Circle._
def area: Double = calculateArea(radius)
}
object Circle {
private def calculateArea(radius: Double): Double = Pi * pow(radius, 2.0)
}
val circle1 = Circle(5.0)
circle1.area
Scala
伴生对象circle1可以访问类中定义的area.
注意：类和它的伴生对象必须定义在同一个源文件里。
正则表达式模式
在Scala中，可以使用.r方法将任意字符串变成一个正则表达式。如下所示：
import scala.util.matching.Regex
val numberPattern: Regex = "[0-9]".r
numberPattern.findFirstMatchIn("awesomepassword") match {
case Some(_) => println("Password OK")
case None => println("Password must contain a number")
}
Scala
你还可以使用括号来同时匹配多组正则表达式。
import scala.util.matching.Regex
val keyValPattern: Regex = "([0-9a-zA-Z-#() ]+): ([0-9a-zA-Z-#() ]+)".r
val input: String =
"""background-color: #A03300;
|background-image: url(img/header100.png);
|background-position: top center;
|background-repeat: repeat-x;
|background-size: 2160px 108px;
|margin: 0;
|height: 108px;
|width: 100%;""".stripMargin
for (patternMatch <- keyValPattern.findAllMatchIn(input))
println(s"key: ${patternMatch.group(1)} value: ${patternMatch.group(2)}")
Scala
For表达式
在Scala中for循环是和yield一起使用的，他的形式是for (enumerators) yield e。此处 enumerators 指一组以分号分隔的枚举器。这里的enumerator 要么是一个产生新变量的生成器，要么是一个过滤器。for 表达式在枚举器产生的每一次绑定中都会计算 e 值，并在循环结束后返回这些值组成的序列。如下所示：
case class User(name: String, age: Int)
val userBase = List(User("Travis", 28),
User("Kelly", 33),
User("Jennifer", 44),
User("Dennis", 23))
val twentySomethings = for (user <- userBase if (user.age >=20 && user.age < 30))
yield user.name // i.e. add this to a list
twentySomethings.foreach(name => println(name)) // prints Travis Dennis
Scala
下面是一个更加复杂的例子：
def foo(n: Int, v: Int) =
for (i <- 0 until n;
j <- i until n if i + j == v)
yield (i, j)
foo(10, 10) foreach {
case (i, j) =>
println(s"($i, $j) ") // prints (1, 9) (2, 8) (3, 7) (4, 6) (5, 5)
}
Scala
你可以在使用 for 表达式时省略 yield 语句。此时会返回 Unit。
更多教程请参考 flydean的博客